Egymástól tanuló mesterséges intelligenciák fedik fel agyunk valódi korát
A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatás eredményei megkönnyíthetik az időskori demencia előrejelzését. Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központ kutatóinak cikkét az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
 |
Hány éves az agya valójában? – a kérdés mintha egyenesen a Facebookról érkezett volna. A látszat azonban ezúttal csal: komoly kutatók foglalkoznak a témával – köztük a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont (TTK) munkatársai –, a válaszok pedig sokak időskorát tehetik élhetőbbé.
Agyunk az életünk során folyamatosan változik, fiatalkorunkban az agy hálózatainak szerkezete és működése egyre összehangoltabbá és kifinomultabbá válik, ahogy pedig öregedni kezdünk, ellenkező irányú folyamatok játszódnak le benne. A változások nemcsak az agy fizikai szerkezetében tapasztalhatók, hanem az egyes agyterületek működése közti összehangoltság mértékében is, amely az agyterületek között mérhető funkcionális kapcsolatok erősségének megváltozásával jól jellemezhető.
Kapcsolatok kora
E kapcsolatokat funkcionális mágneses rezonanciás képalkotással (fMRI) nagyszerűen lehet vizsgálni, és az eredmények megmutathatják, hogy a vizsgált agy kapcsolati mintázatának jellemzői mennyire felelnek meg a vizsgált személy valós életkorának. Ha az eltérés jelentős, az a kutatások szerint jól előre jelzi a kóros agyi öregedési folyamatokat, köztük a demenciát.
Márpedig igen fontos, hogy az efféle folyamatokra idejében fény derüljön, mivel a korai gyógyszeres beavatkozások és életmódváltás sokkal hatásosabb, mint a súlyosabb tünetek megjelenése utáni „tűzoltás”.
Az agyterületek működése közti kapcsolatok meglehetősen bonyolult hálózatot alkotnak, így egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy milyen tulajdonságaik vannak kapcsolatban az életkorral. Kézenfekvő megoldásnak tűnt hát, hogy mesterséges intelligenciát vessenek be az elemzésére. A mélytanulásos (deep learning) rendszereket pedig éppen úgy be lehet tanítani az agyi kapcsolati hálózatok és az életkor közti összefüggésekre, mint például a kutyás és a macskás képek elkülönítésére. Vagyis egy mélytanulásos rendszer megfelelő számú egészséges agyról készült felvétel feldolgozása után „érezni” kezdi az agy korát, éppúgy, ahogy a másik példában a képen szereplő állat „kutyaságát” vagy „macskaságát”.
Tudásátadással a hatékonyabb tanulásért
Van azonban egy nagy eltérés a két helyzet között: míg a képfelismerés esetében a betanításhoz fotók millióit használhatják, a meglehetősen költségesen elkészíthető fMRI-felvételekből nagyságrendekkel kevesebb áll rendelkezésre. És ha ez még nem lenne elég, a különféle berendezéseken más és más beállításokkal készült fMRI-felvételek kapcsolati hálózatai annyira különböznek egymástól, hogy nem igazán lehet őket „összeönteni” és ezt az egységes adatbázist használni a mesterséges intelligencia betanítására.
Vidnyánszky Zoltán és a Nemzeti Agykutatási Program támogatásával működő kutatócsoportja a mélytanulásos rendszerek működési elvét felhasználva ügyes megoldást talált e probléma kiküszöbölésére. Az ilyen elven működő tanuló rendszerek ugyanis több egymásra épülő absztrakciós szinten dolgozzák fel a bemenet információit. Míg a legelső szinteken még sokat számítanak a bemenő adatok konkrét részletei, a felsőbb szinteken egyre elvontabb összefüggések jelennek meg a tanulás során. Így, például egy kutyákat és macskákat fotó alapján elkülönítő, betanított mélytanulásos rendszer alacsonyabb szintjei hatalmas eltérésekkel reagálnak egy csivava és egy bernáthegyi képére, de magasabb szinteken már egyértelműen a „kutyaság” dominál.
Vidnyánszkyék ötlete az volt, hogy az fMRI-felvételek egyszerű összeöntése helyett inkább a különféle mintákon betanított mesterséges intelligenciák magasabb absztrakciós szintjeinek adatait vegyék át. Abban reménykedtek, hogy így valamilyen mértékben képesek lesznek átvenni a mélytanulásos rendszerek „tudását”. Mintha – a fotók összeöntése helyett – a kizárólag fajtatiszta házikedvenceken megtanult „kutyaság” és „macskaság” fogalmait megalapozó belső, absztrakt adatokat átadhatnák egy másik tanuló rendszernek. Ez a másik rendszer pedig a keverék kutyákat ábrázoló képek vizsgálatát már az így átvett alaptudással kezdhetné.
Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központban működő kutatócsoport eljárása sikeresnek bizonyult, eredményüket nemrég az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
„Az eljárásunk segítségével 5 évvel sikerült javítani a funkcionális konnektivitáson alapuló agyéletkorbecslés átlagos pontosságát. Ezt úgy sikerült elérnünk, hogy felhasználtuk a korábban, más adatbázison elsajátított tudást a becsléshez használt mesterséges neurális hálózat tanítása során. Ezt a korábban tanult kapcsolati súlyok átvételével és finomhangolásával végeztük a hálózat megfelelő rétegeiben. Kutatási eredményeink megoldást szolgáltattak a különböző MRI-berendezéssel, mérési paraméterekkel és eltérő szempontok szerint beválogatott embercsoportokon gyűjtött adatbázisok közötti tudástranszferre” – mondta el Vidnyánszky Zoltán.
A módszer fontos előrelépést jelent a kóros agyi öregedés mesterséges intelligenciával történő hatékonyabb előrejelzésében. Emellett segítséget nyújthat olyan, idegrendszeri képalkotáson alapuló speciális diagnosztikai feladatok megoldásában, ahol kevés adat áll rendelkezésre a mesterséges intelligenciák tanításához. A kutatócsoport jövőbeli kutatásainak célja, hogy módszertani fejlesztéseik eredményeire építve kidolgozzanak egy multimodális, strukturális és funkcionális MRI-képalkotáson alapuló mesterséges intelligenciával támogatott eljárást a kóros agyi öregedés korai kiszűrésére és típusainak osztályozására.
A Vidnyánszky Zoltán által vezetett kutatócsoport munkájában kiemelkedő szerepet játszott két fiatal kutató, Meszlényi Regina és Vakli Pál. Az eredeti tanulmány itt érhető el.
Érdemes elolvasni az mta.hu egy korábbi cikkét is, mely részletesen bemutatja Vidnyánszkyék munkáját és az fMRI-mérésekben rejlő lehetőségeket.
A teljes cikk elérhető az mta.hu oldalon is, az alábbi címen:
hírek innen, onnan
Gyengült a forint péntek reggelre: így áll most az euróval és dollárral szemben
Gyengült a forint péntek reggelre a főbb devizákkal szemben az előző délutáni jegyzéséhez képest a nemzetközi devizakereskedelemben.
Égő érzés a mellkasban: erre utal, ha gyakran visszatér – Mutatjuk, mikor kell orvoshoz fordulni
Vajon hol van a határ az alkalmankénti gyomorégés és a refluxbetegség között? Mutatjuk a gasztroenterológus véleményét.
Csak ezt eszi reggelire egy 107 éves nő: mutatjuk, szerinte melyik összetevő a hosszú élet titka
A hosszú élet titka egy 107 éves brit dédnagymama szerint a szerető család, a vidámság és egy finom reggeli, de nem akármilyen!
Így mondatták le Rákosit a forradalom előtt
Formailag önként mondott le egészségügyi állapotára, valamint a személyi kultuszra és a szocialista törvényesség terén elkövetett...
Egy T–34-es harckocsi érkezett Győrbe
Tegnap és ma az Országzászló mellett lehet majd testközelből is megnézni – korhű ruhába öltözött hagyományőrzők társaságában....
Két gyanúsítottat hallgattak ki a győri fideszes médiacég szerződéseinek ügyében
Pintér Bence polgármester közölte, hogy különösen nagy vagyoni hátrányt okozó hűtlen kezelés miatt nyomoz a hatóság a Győr+Média...
Fürcht Pál ügyvédje kifakadt: Felkészületlenek voltak a képviselők, alig hangzott el érdemi kérdés a parlamentben
Csalódott a szerdai parlamenti meghallgatás után Horváth Lóránt ügyvéd, aki végig Fürcht Pál volt főügyész mellett ült a...
Szent-Iványi István közbelépett az 56-os külföldi névsor vitájában: kiderült, valójában miért maradtak el a nyugati vezetők
A várakozások és a protokolláris valóság találkozása Szent-Iványi István volt európai parlamenti képviselő és korábbi...
Elképesztő balszerencse sújtotta a magyar válogatott futballistát az AC Milan ellen
Ez biztos nem tett jót a lelkének.
A Starlink-vita megmutatta, mennyire törékeny lett a modern hadviselés digitális hátországa
Paul Krugman Nobel-díjas közgazdász friss írása szerint az Egyesült Államoknak ki kellene vennie Elon Musk kezéből a Starlink feletti...
Azt hitted, az öregedés megállíthatatlan? Ez a hétköznapi rutin szó szerint visszafordítja a biológiai órádat.
Régebben a „Hány éves vagy?” kérdésre könnyű volt válaszolni. Csak meg kellett számolni, hány gyertya van a szülinapi tortánkon. Ma...
Mintha csak bosszú lett volna - arra ébredt Gábor, hogy purhabbal fújták ki a kocsiját
Sokkoló meglepetés ért egy magyar autóst múlt vasárnap: Gábor alig hitt a szemének, amikor indulás előtt megközelítette a kocsiját....
Sport
Hatalmasat kaszált a bunyós hölgy, miután kivillant az egyik mellbimbója meccs közben
Lucero Acosta csúnyán kikapott élete egyik legfontosabb MMA-meccsén, de egy közjátéknak köszönhetően mégis vastagabb pénztárcával távozhatott. A mexikói harcos olyan figyelmet kapott egy váratlan villantás után,
Két kézigránát robbant a besúgóból forradalmárrá lett katonatiszt homlokán
Benedek Gábor nagy idők még nagyobb tanúja, a legidősebb élő olimpiai bajnok
Rátámadt a játékvezetőre: példátlan büntetést kapott az U16-os magyar válogatott játékos
Legközelebb már csak jövőre játszhat a fiatal játékos.
„A holttesteket már elszállították” – Kiderült a liverpooli Jota utolsó üzenete feleségéhez
A Liverpool sztárjáért nagyon izgult a felesége, aki megérezte a tragédiát. Most beszámolt minden részletről.
Szoboszlai Dominik nem jelent meg az edzésen, már a helyettesekről suttognak Liverpoolban
Szoboszlai Dominik újra megsérült a Liverpool előző bajnoki meccsén, és a hírek szerint most több mérkőzést kell kihagynia.
Vacsora közben törtek be a spanyol futballista házába, a családtagjait megkötözték
Újabb labdarúgó lett maszkos rablók áldozata a mediterrán országban.
Ódákat zengenek külföldön a magyar válogatott labdarúgójáról
Nagy napja volt a szerdai.
„Robbantsátok fel a hidat.” – megrázó részletek, hamis bizonyíték az 1956-os olimpiai csapat drámájáról
Kilenc hónapig azt sem tudták az apjukról, él-e, vagy meghalt.
Trent Alexander-Arnold a Liverpool egyik legnagyobb riválisához igazolhat
Alig kerül pályára a Real Madridban.
Európa Liga: A Ferencváros menetelése tovább folytatódik, a Fradi négyet rúgott, és a harmadik fordulóban is megőrizte a tökéletes mérlegét
Három meccs, kilenc pont. Ennél jobban nem lehetett volna kezdeni.
Már a nemzetközi sajtó is Fradi ünnepi mezével foglalkozik
A Macron egy különleges mezzel lepte meg a Fradit az 1956-os forradalom 70. évfordulója alkalmából, a fél világ elájult tőle.
A negyedosztályú kapus egy kirúgásból osztotta ki az év egyik legmenőbb gólpasszát
Csak ámulunk ezen a gólpasszon.
Bulvár
Mennyire élhet nyugodtan Dubajban Matolcsy Ádám, és hány évet kaphat Matolcsy György?
Az ügyészség közleménye szerint azt most még pontosan nem lehet meghatározni, hogy mekkora vagyoni hátrányt okoztak a most vizsgált ügyben, de az biztos, hogy 500 millió forintnál nagyobb összegről van szó. Mi tör
Bezárja kapuit a luxushotel, ahol korábban Mészáros Lőrincet és Várkonyi Andreát fotózták
A legendás New York-i Plaza Hotel 119 év után, 2027 januárjától minimum négy évre bezár a nagyszabású felújítások miatt, ami egy korszak ideiglenes végét jelenti a luxus szerelmeseinek.
Busszal járják a falvakat, személyit és bankkártyát kérnek: érkeznek a mobil kormányablakok
A vidéki városok és falvak portáihoz a napokban érkezik a kormányablakbusz, országszerte több helyen könnyítik meg vele az ügyintézést.
Neves ügyvéd árulta el Matolcsy Ádám kiadatásának a részleteit, nem lesz egyszerű menet
Bár Matolcsy Ádám ellen elfogatóparancsot adtak ki, Dubajból való kiadatása és hazahozatala a hivatalos procedúra hossza miatt akár karácsonyig vagy januárig is eltarthat, ha nem tér haza önként - mondta Zamecsnik P
Fordulat Pócs János ügyében: kivágta a biztosítékot az ügyészség döntése, Lakatos Ádám panaszt nyújtott be
Lakatos Ádám gyermekvédelmi aktivista panaszt nyújtott be az ügyészséghez, miután a hatóság bűncselekmény gyanújának hiányában elutasította a Pócs János ellen tett feljelentését.
Az év legdurvább vihara fenyeget: 295 km-es szél, pánik földön, vizen, levegőben
Légi járatokat töröltek, kompokat állítottak le és turistalátványosságokat zártak be a Champi tájfun közeledése miatt. A korábban csaknem 295 kilométeres óránkénti széllel tomboló vihar Tajvant, Kína keleti p
Kitalálod, melyik magyar milliárdos vette meg a Premier Outletet?
Az akvizíció stratégiai váltást jelent az európai ingatlanvállalat hazai tevékenységében, amelyben egyre nagyobb hangsúlyt kap a jövedelemtermelő ingatlanokba való közvetlen beruházás. Mi történt? A Futureal lez
Sivataggá válhat ez a magyar megye: a szakemberek megtalálták a pofonegyszerű megoldást, hogy megelőzzék a bajt
Egyre nagyobb területen sivatagosodik el a Homokhátság, csak az idegenhonos fajok képesek dacolni az aszállyal. Egy magyar kutatás szerint a fák és cserjék képesek növelni a gyepek ellenálló képességét az aszályok
Minden harmadik magyar embernél daganat alakul ki – és egyre több a fiatal beteg
A daganatos megbetegedések esetén a korai felismerés létfontosságú, életek múlhatnak rajta. A diagnosztika fejlődik, miért van akkor mégis, hogy egyre több fiatalt diagnosztizálnak már hazánkban is rosszindulatú da
Nem az akác- vagy a hársméz: ez a legjobb és legegészségesebb mézfajta
Létezik egy különleges, sötét színű mézfajta, amely kiemelkedő antioxidáns-tartalmával hívja fel magára a figyelmet, mégis jóval kevesebben ismerik, mint a hagyományos változatokat.
Tegnap még a sajtónak nyilatkozott a Matolcsy-család ügyvédje, ma őrizetbe vették
Tegnap még a sajtónak nyilatkozott Matolcsy György őrizetbevétele kapcsán, ma már őt is őrizetbevették, így a nemzetközi elfogatóparanccsal körözött Matolcsy Ádám jogi képviselete is ellátatatlanul maradhat.
Milyen gyakran kell zuhanyozniuk az időseknek? 60 év felett szokatlan fordulópont következik
60 felett már máshogy kell tisztálkodni? Sokat változik a bőrünk az évek alatt.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Négy emeletes toronnyal is megújult a tatabányai könyvtár
- A tatabányaiak dönthetnek a különböző városi elismerések kiosztásáról
- Ideiglenes erdőlátogatási tilalmat rendeltek el Tatabányán és környékén
- A sportban is összefogtak a tatabányai leukémiás Horváth Márkért
- Figyelem! Látogatási tilalom a Szent Borbála Kórházban!
- Tatabányát is érintő menetrend változások lesznek a MÁV-nál
- Az M1-es autópályán augusztusig nehezebb lesz közlekedni felújítás miatt
- Ezért lesz hónapokig dugó Tatabányán
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
